[发明专利]一种多羟基功能POSS杂化材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多羟基功能POSS杂化材料的制备方法，其特征在于，在反应器中加入以下反应物：含有一端不饱和碳碳双键的聚乙二醇衍生物PEG(C＝CH₂)、烯类有机体(RHC＝CH₂)、八巯基POSS和溶剂，待加入的反应物溶解分散均匀后，加入自由基引发剂；在氮气保护下，30～80℃或紫外光条件下反应40min～4h，得到POSS杂化材料；将其除去残留的自由基引发剂及未反应的反应物，干燥后即得多羟基功能POSS杂化材料。本发明操作简单、反应材料易得，反应迅速，反应条件温和；本发明制备的多羟基功能POSS杂化材料具有生物相容性好、可控的亲疏水性能、可控的凝聚态形态以及多功能反应基团等优点。

技术领域

本发明涉及一种多羟基功能POSS杂化材料的制备方法，具体涉及一种将含多巯基官能团的多面体寡聚倍半硅氧烷(POSS-SH)、有机烯、水溶性一端带不饱和双键的PEG衍生物、自由基引发剂和溶剂搅拌均匀后，利用巯基-烯点击聚合反应一步法制备带有特定多羟基巯基多功能POSS杂化材料的制备方法，属于高分子合成方法技术领域。

背景技术

有机-无机杂化材料整体上结合了有机和无机材料整体材料的优点，又在一定的程度上克服两者的缺点，因此近年来备受关注。鉴于硅骨架具有易成形和易修饰等优点，所以现在关注的主要是基于硅基的杂化材料。但基于目前制备多功能性硅基杂化材料的方法过程比较繁琐，生物相容性也较差，因此在制备问题上还存在很大的不足。

聚硅氧烷中较为特殊的一类多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral OligomericSilsesqu-ioxane，缩写为POSS)，其分子通式为(RSiO1.5)n，n一般为6、8、10、12等，可呈梯形、树枝形或笼形，其中以n＝8的笼形结构最典型。POSS的三维尺寸一般为1-3nm，POSS表面的惰性基团与部分聚合物及单体有很好的相容性，通过共聚、嫁接或者混合的方法，POSS单体可以非常容易的与聚合物结合。当加入到聚合物后，可获得新型的有机-无机功能杂化材料。POSS分子的作用相当于纳米尺度的增强相，具有极强的抗热变形能力；在POSS表面引入一个或多个不同的功能性基团，可赋予POSS纳米粒子功能性和高反应性，能与其它聚合物形成星形、串珠形或网络等多样结构，赋予聚合物材料良好的耐热性、耐化学品性、绝缘性及气体渗透性等，在液晶材料、介电材料、发光材料、耐热阻燃材料、生物医用材料等领域广泛应用。目前，有关POSS的专利和出版物的数量逐年增加，呈急剧上升的趋势，但研究内容大多局限在材料的力学性能和热性能等方面，对材料功能性的研究较少。

近年来，点击化学自2001年由Sharpless提出后，由于其应用广泛、高效、可靠、高选择性的特点迅速成为生物医药和高分子材料合成的新方法。随着点击化学研究的深入，其反应类型在不断增多，应用范围也在不断扩大。自由基或亲核试剂引发的巯基-烯反应作为一种新型的点击反应具有点击化学的所有特征。截止目前，点击化学应用最为成熟的是叠氮化物与末端炔在Cu(I)催化下生成1，2，3-三唑化合物，即CuAAC，然而CuAAC反应由于使用了Cu(I)作为催化剂，使得产物中会残留重金属Cu；另外有报道称由于催化剂Cu(I)的存在诱导了病毒或寡核苷酸的降解这将在很大程度上限制该反应在生物材料以及药物载体等方面的研究。在此情况下，学界被不用金属催化的巯基-烯这一类点击反应所吸引，巯基-烯成为大家关注的焦点，其凭借自由基的反应的迅速、简单，可控并对氧不敏感等优点，在固化反应及聚合物改性中成为一种高效的工具。